GPON知识.doc

什么是GPON？GPON(Gigabit-Capable PON) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2 月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。 基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的 OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元 )，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的 ODN(光分配网络)以及网管系统组成。对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达 2.5Gbit/s，其非对称特性更能适应宽带数据业务市场。提供QoS的全业务保障，同时承载ATM 信元和(或)GEM帧，有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。承载 GEM帧时，可以将TDM业务映射到GEM帧中，使用标准的 8kHz(125s)帧能够直接支持TDM业务。作为电信级的技术标准， GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能。 在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务(Ethernet 业务，包括IP业务和MPEG视频流)、 PSTN业务(POTS，ISDN业务) 、专用线(T1，E1，DS3， E3和ATM业务)和视频业务( 数字视频)。GPON中的多业务映射到ATM 信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。GPON：宽带接入的革命性解决方案随着宽带业务应用的多元化及带宽需求的不断提高，近两年来全球范围内掀起了光纤接入的热潮。2006年，光纤接入技术（FTTx）取得了明显进展，美国、日本等国家的一些著名电信运营商开始大规模建设光纤接入网。在国内，随着运营商和设备厂家共同推进的FTTH试点项目在武汉、杭州、北京等地展开，以GPON技术为代表的FTTH/FTTB应用已从试验阶段进入到试商用阶段。专家预言，作为宽带接入技术最新发展的GPON技术，未来几年内将为电信运营商全面转型提供有力的支撑。GPON：宽带接入技术的又一次革命面向未来的宽带应用包括语音（VoIP和视频电话）、数据（高速Internet业务）和视频（IPTV）三大类。由于每一类宽带应用对接入带宽的需求不同，因此需要选择不同的宽带接入方式。目前国内绝大多数宽带接入用户的主要应用是高速互联网接入，选择xDSL或LAN即可满足绝大多数普通用户需求。当宽带用户不仅满足于互联网接入的应用，还需要利用宽带接入实现其他各种宽带应用，包括各种视频服务（广播电视、HDTV、VOD等）、视频会议、视频电话、交互网络游戏等，原有的接入技术在带宽上就显得难以胜任了。而GPON光纤接入方式可提供更高带宽，为此类高端用户轻松提供充足的带宽享受各类宽带应用。最近，GPON技术得到了国际电信联盟的批准。GPON的带宽下载速率将达到2.4Gb/s，上传速率将达到1.2Gb/s。许多电信公司正在利用GPON这一最新的接入技术进行历史上最大规模的网络更新，以便为提供包括语音、视频和高速数据在内的三网合一的服务做准备，因此这项技术日益成为业界关注的焦点。虽然上一代技术(BPON、EPON)可以满足当前网络的需求，但是基于IP协议的互动电视和高清晰度电视，以及电信运营商向综合信息服务转型后对网络的更高要求，能够把网络的带宽提高到下行传输速率每秒钟2.4Gb、上行传输速率每秒钟1.2Gb的GPON则可以更好地实现这些业务。与EPON相比，首先，GPON支持多种速率等级，可支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1Gbit/s以上速率。因此，与EPON只能支持对称1Gbit单一速率相比，GPON的光器件选择余地更大，从而可降低成本。其次，EPON只支持ClassA和B的ODN等级，而GPON可支持ClassA、B和C，因此GPON可支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。GPON无论是在传输汇聚层还是在业务适配层的效率都是最高的。因此其总效率最高，等效系统成本最低。例如，假设TDM业务占10%、数据业务占90%，则GPON的总效率为94%，而APON和EPON分别为72%和49%。GPON不仅可以提供10Mbit/s、100Mbit/s、1Gbit/s的业务，还可以提供VLAN业务和语音业务，可以适应任何现有业务和未来新业务的适配要求。双轮驱动GPON在全球加速发展在全球范围内，日本、美国以及欧洲等发达国家和地区已进入大规模的FTTH建设阶段，很多国家也在跟进此项技术，纷纷进行技术测试和试点项目建设。根据日本总务省的统计，2006第一季度日本FTTH用户突破五百万，全日本用户已达到546万户，市场占有率从2005年的20.7%增长至23.4%，FTTH成为日本第二大的宽带接入市场。而在用户增长方面，与2005年第一季度的290万户相比，一年间新增用户256万，增长率高达88%。日本自2005年第一季度起，已连续第五个季度FTTH新增用户数超过DSL，FTTH成为驱动日本宽带用户增长的新动力。美国是继日本之后的全球第二大FTTH市场。据Ovum-RHK公司的研究，到2006年6月，美国FTTH的用户数已达到46.3万户。2006年第二季度美国FTTH的用户数量比第一季度增长了34%。在欧洲，很多新的建设项目开始采用GPON技术，如丹麦、西班牙以及法国电信的几千个家庭的用户试验都采用了GPON技术。调查表明，到2005年6月欧盟18国共有FTTX用户数64.6万，其中97%的FTTX用户集中在瑞典、意大利、丹麦、荷兰和挪威5个国家。FTTH发展的驱动力来自于市场和技术两方面。从市场驱动力看，首先，电信竞争的加剧（包括固网与移动运营商的竞争、固网运营商之间的竞争）是FTTH发展的市场驱动因素，运营商都在利用光接入这种终极接入手段争夺市场，提供差异化的服务。在房地产竞争市场，FTTH也成为房地产开发商提供差异化宽带品质的竞争手段之一。其次，光纤及光器件成本下降是FTTH迅速发展的另一个重要市场驱动力。光纤光缆价格的不断下降，为光纤接入的大规模发展创造了条件。以长度为1公里、直径为0.4毫米（最常用的通信电缆直径规格）的通信电缆为例，1对线缆使用2.237公斤铜，按照2006年8万元/吨的铜价计算，一对铜线成本为179元。而当前1公里的光纤均价大约为85元。而光纤的带宽完全不是几百对铜线电路可以相比的。随着铜价的大幅攀升，铜线和光纤的价格差距将越来越大。另外，许多光通信元器件的价格大幅下滑，令光纤到户的步伐大大加快。2005年ONU的光突发模块从最初的近100美元下降到近45美元，使得光纤接入项目的整体成本大幅降低。从技术驱动力角度看，IPTV/TriplePlay、多媒体信息服务、P2P视频服务、高清晰视频监控等视频应用的需求以及高速上网等来自业务方面的需求，必然要求宽带接入能够提供更高的接入速率。由于xDSL接入很难达到以上业务的应用要求，而光纤对于带宽近乎无限发展需求的满足具有先天优势，因而基于GPON技术的FTTX是宽带接入的终极技术，是实现语音、数据、视频三网合一的最佳保证。GPON在我国市场前景广阔从世界各国推广FTTH的经验来看，政府的政策导向对FTTH具有重大影响，这已在FTTH发展最快的日本、韩国和美国得到证实。日本的e-Japan和u-Japan计划，韩国的e-Valley工程，美国FCC的“松绑”等，对它们国家FTTH的推动力都是巨大的。日本继2004年12月推出“u-Japan政策”、2006年1月制定“IT新改革战略”后，于2006年6月又特别针对宽带网络的建设，提出“新一代宽带战略2010”规划。另外，日本的开放竞争政策也促使更多的运营商加入到光纤接入市场中来。同样，在美国，光纤接入网的发展普及也是与政府的积极扶持分不开的，美国政府出台的免除“非绑定”义务的政策促进了光纤接入网的发展。2004年，美国政府表示将大力推进宽带的进展，呼吁制定更好的国家宽带策略，并将宽带普遍接入列为2007年的目标。韩国政府制定了2005年在所有中心城市建立光纤通信网的计划。该国信息通信部计划到2007年为1000万个家庭提供家庭网络设施和服务。欧盟有15个成员国为了实行国家宽带发展计划，以市场导向为目标，提高使用率并刺激市场需求。2005年出台的“电子欧洲”行动计划意在推动宽带普及。从区域发展的角度来看，受经济迅猛发展的影响以及日本FTTH的带动，亚太地区将是全球发展最快的地区，同时也将成为全球最大的FTTH市场。据有关部门预计，2013年亚太地区与光纤接入技术有关的资本支出为120亿美元，占全球总投资的52.8%。预计到2011年底，亚洲的FTTH用户数将增长到5900万户，占全球用户数的近70%。目前，我国在FTTH的发展方面还处于启动阶段。不论是主流电信运营商，还是新兴接入提供商，对FTTH还没有进入真正的实施阶段。但事物是有两面性的，正因为现在的相对落后，反而预留出今后更为广阔的发展空间。未来45年，以GPON技术为代表的中国FTTH的发展将迎来崭新的市场机遇。(姚传富 人民邮电报)GPON的市场应用前景应该说最能让GPON技术大显身手的应用场合就是FTTH，但是到目前为止，对于电话业务的传送而言，使用PON技术的FTTH系统依然无法达到“铜线对等”的成本要求。但是随着终端业务综合化要求的提高和GPON配套技术的发展，GPON在FTTH的大规模应用前景比之前任何一种FTTH技术都要光明得多。北美和欧洲的各大运营商均提出了完全针对GPON设备的用户需求，并要求在2008年左右进入大规模部署阶段。在此之前，GPON产品的应用场合更多地集中在接入层的高端应用，如FTTO、FTTB的大客户综合应用以及FTTB+LAN、FTTB+DSLAM的应用，这种应用对于光纤资源相对比较紧张的新兴运营商具有相当的吸引力。比如南美、东南亚和印度的新兴电信运营商，他们渴望用低成本快速构建面向未来三网合一应用的接入网，使用GPON技术能够使他们相对容易地实现这一目标。根据权威机构的预测，基于GPONFTTB应用的ONU端口数从2007年起将以每年1000%以上的速度递增，到2008年底全世界将有超过44万个GPONONU端口应用。而基于GPONFTTH应用的ONU端口数也将在2007年呈现爆发性的增长，达到200万线左右，而到2008年将再增长一倍，达到400万线以上的规模。从世界范围内看，PONFTTH的应用规模大约是FTTB应用规模的10倍，但利润只有FTTB的4倍多。由此可以看出，FTTB应用同样是GPON接入应用的重要组成部分。从GPON的应用地区来看，首先开始大规模部署GPON的地区将是北美，那里有很好的BPON基础，对来自于ITU的GPON有着良好和正面的认识，2007年下半年欧洲和亚太地区也将进入大规模部署阶段，但在规模上仍不及北美。亚太地区在2008年前的部署规模，很大程度上取决于日本和韩国之前部署的EPON系统是否成功，他们是否会像很多机构预测的那样转向GPON，而2008年之后，GPON在亚太的部署规模将主要取决于中国和印度这样的新兴市场的部署规模。(人民邮电报)GPON的技术特点GPON为FSAN（全业务接入网）组织自20世纪90年代后期发展的最新宽带PON标准，在2004年被ITU正式确认为ITU-T G.984标准。GPON系统由位于核心节点或汇聚节点机房的局端OLT设备和位于用户驻地端的ONT设备共同组成，一个局端OLT设备控制多个ONT设备。连接两种设备的光纤网络由单模光纤和无源光分路器组成。OLT为接入网提供网络侧与城域网之间的接口（TDM和Ethernet），通过光分配网与各ONT连接。作为PON系统的核心功能器件和中心节点，OLT具有集中带宽分配、控制各ONT、实时监控、运行维护管理整个GPON系统的功能。ONT为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务流与ODN的接入，受OLT集中控制。在技术实现方式上，GPON是PS-PON（功分PON）的一种，在PS-PON中，下行信号的功率在每个分支点都会被分配，因此可以向所有的ONU进行广播，由各个ONU、ONT负责从信号集合里提取自己的有效载荷。在这类PON的树状网络中，所有ONU、ONT的上行信号都通过分路器件复用到主馈线段光纤，并在OLT接收端进行解复用。ONT使用TDMA（时分多址接入）方式获得OLT接收端的资源。相对于现有的接入网技术而言，GPON技术的特点主要有：*高带宽和高传输效率，下行速率高达2.488Gbit/s，上行为1.244Gbit/s，可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求，使用GEM的封装方式时，综合传输效率在93%以上。*单纤接入，使用单根光纤就可以满足ONT用户的接入需求，可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。*可以支持的接入距离更远（大于20km）。针对FTTB开发的GPON系统,其OLT到ONT的最远接入距离可以达到60km以上。*作为电信级的技术标准，对设备的互操作性能有详细的要求，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能，光纤自动倒换时间小于50ms。*位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器，没有任何有源设备，使得网络具有高可靠性。*在接入网层面上提供一个统一的接入平台，节约了运营商维护和处理故障的成本。(人民邮电报)基于PON技术的光接入网应用模式探讨PON技术概述进入21世纪以来，全球宽带接入网进入了大发展阶段。我国宽带接入网在近两年发展也十分迅速，当前主要应用的宽带接入技术有xDSL、LAN、MSTP以及传统专线接入等。以ADSL为代表的宽带接入技术虽然基本解决了数据接入的问题，但靠出租带宽的宽带运营战略，随着上网用户流量的增加（如P2P等应用），运营商的宽带接入与业务发展进入了“平台期”，甚至出现每比特收益&宽带ARPU迅速下降，陷于收入增长低于成本增长的怪圈。对于运营商而言，只有进行宽带接入网改造，以及细分客户群进行多业务转型，才能驱动宽带收益的提升，“TriplePlay”等多业务将成为运营商获得宽带新收入的关键。宽带接入网改造以及多业务转型，要求接入设备具有基于统一网络承载多业务的能力，并满足不断增长的带宽需求。DSL技术由于受带宽和接入距离限制，已逐渐无法满足需求。PON（无源光网络）宽带技术具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富以及综合业务接入能力等优势。PON系统的引入，不但可以大大提升商业用户的接入速度以及综合业务提供能力，并且能够提供足够的业务质量保证。对于家庭用户而言，除了速度的提升，一根光纤可以提供语音、视频和数据业务。同时由于光纤本身的高度稳定性，有效降低运行维护成本，从而帮助运营商实现接入网建设的“一劳永逸”。目前，业界最主要的两个PON标准，一个是由IEEE802.3ah工作组制定的EthernetPON(EPON)标准，另一个是由ITU/FSAN制定的GigabitPON(GPON)标准，其共同的特点如下：高接入带宽。GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行速率高达1.25Gbit/s，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。节省光纤资源。点到多点（P2MP）的树状广播形网络拓扑结构，从局端的一芯光纤，最后可以分支到32/64个终端ONU设备，极大节省了馈线段的光纤资源，特别是对于地域广阔的地区，或者原有光纤资源有限的运营商，采用PON技术组网可以大大提高光纤资源的使用效率。设备运维、管理成本低。PON光纤接入技术，只有局端（OLT）和用户侧设备（ONU）为有源设备，其中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器，无需提供电源、空调等机房设备，也不占用机房空间，只需安装在光交接箱或光缆配线架的适当位置即可，易于维护。PON应用模式探讨目前PON的应用模式主要有下列几种：“PON+DSL”的方案。“PON+DSL”的方案，将DSLAM尽量靠近用户，克服xDSL接入距离和带宽的限制，并采用PON设备将下移的DSLAM汇聚。该方案保护已有铜线投资，实现从铜线到FTTH的过渡，是当前PON应用和发展的主要定位。移动网络基站互联。移动基站互联，需要PON设备支持TDME1业务。支持源模式：TDM传输的GPON技术，其传输质量可以与SDH/MSTP相媲美，可以直接利用GPONONU设备的E1端口连接基站。此外还可以通过GPONONU的GE/FE端口为邻近驻地客户提供以太网数据接入业务，通过同轴有线电视口提供模拟有线电视节目。采用GPON设备互联移动基站，与传统的SDH/MSTP传输技术相比，性价比更具优势，扩容灵活。对于新的扩容站点，只需要从就近的无源分光器的预留分支口引出一芯光纤到新的ONU装机点，就可以实现扩容。局端设备无需硬件扩容，增加新的ONU也不会影响已有ONU的业务。采用GPON技术不仅对今后3G的部署有很强的适应能力，同时为未来的基于纯IP网络的4G乃至5G移动/固定接入网络做好必要的网络资源准备。“FTTB/CLAN&PBX”光纤到大楼。采用PON技术实现光纤到大楼、到路边的“FTTB/CLAN&PBX”方案。当前的“FTTBLAN”模式基本上是基于点到点有源以太网光纤，这种模式光纤需求量大，光纤利用率低，组网不灵活，中间有过多的有源设备。如果采用PON网络进行FTTB/C的部署，即PON到商业楼或路边，在为大客户提供高带宽数据接入的同时，还提供E1专线和PBX的接入（GPON技术更加适合需要E1接入的场合）。此外，GPON还非常适合进行FTTH光纤到户的综合业务接入（低成本，丰富的家庭业务接口，如GE/FE、POTS、CATV），以及园区网的接入，如工业园、开发区、大学城等，尤其对于新规划园区来讲，完全可以按照GPON的结构特点进行光纤部署，从而做到一步到位。GPON和EPON技术比较相对EPON技术，GPON更注重对多业务的支持能力（TDM、IP、CATV），上联业务接口及下联用户接口更为丰富（10GE、GE、FE、STM-1、E1、POTS），可提供FTTH、FTTB、FTTO、FTTC+LAN(DSLAM)的多种接入方式，同时GPON具有“源模式TDM”支持能力，能够支持传统TDME1业务，可提供移动基站互联、PBX接入以及大客户E1专线接入，同时能够提供时钟同步以及电信级QoS保证，使得电信运营商在采用新的宽带接入技术的同时不放弃原有的利润来源。而EPON的TDM支持采用电路仿真实现，其QoS以及时钟同步方面不如GPON，对传统业务支持起来有困难，可靠性也不是很好。相对于EPON，GPON的标准更加完善。管理层的互通定义，使得OLT厂商的网络管理系统具有对其他厂商的ONU进行正常的认证、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善的OAM功能。另外，除传统的语音、数据业务外，GPON标准中还定义了第3波长。在OLT上接入数字电视、IPTV的电视信号，在不影响电信业务的情况下，可以传送到末端的ONU设备，并支持RF电接口接入到用户有线电视分配网，从而提供三网合一的业务。当前，EPON技术比较成熟，芯片设计难度比较低，产业链比GPON较成熟。EPON可以用以太网协议支持所有的IP网络，和现在的设备有很好的兼容性，在数据业务里EPON有独特的优点。GPON相对EPON出现得比较晚，它的芯片成本相对来讲还是比较高的。但随着GPON设备量产后，成本会下降到与EPON相当的水平，甚至当用户需求带宽超出30M后，GPON成本优势突出。从应用场景看，EPON比较适合部署中小规模FTTx，如个人用户，GPON适合于部署大规模FTTx，如对技术要求高的企业用户。从长远来看，我国的发展趋势可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始，最终过渡到GPON阶段。西门子PON产品应用案例西门子的GPON解决方案是业界最早具备商用性的光接入方案。西门子SURPASShiX5700GPON产品和方案，2006年春季被科威特通信部选中，并签订了世界第一个GPON合同，约150000线，在科威特全面部署GPON网络。2006年秋季，西门子被丹麦电力及电信服务提供商EnergiMidt公司选中，利用千兆无源光网络（GPON）技术为该公司升级电信接入网。利用该网络，EnergiMidt公司将以2.5Gbps的速度向企业和个人用户提供高质量的“多网合一”业务，包括话音、电视广播、视频点播和高速互联网接入服务。该网络于2006年11月底前建成。西门子hiX5400EPON产品和方案，在韩国和日本得到广泛应用，已签订约460万美元的EPON合同（至2006年8月）。在2005年2006年，多次顺利完成电信总部及下属分公司、网通总部及下属分公司组织的测试。在2006年10月，西门子等众多业界主流的GPON系统提供商，参加了FSAN组织的GPON设备互联互通测试，西门子的产品与各厂家的GPON产品互通良好，标志着GPON设备已经成熟，具备大规模部署的条件。西门子宽带数据产品广泛应用在全球电信网络，拥有丰富的网络设计经验和灵活的解决方案。其GPON/EPON宽带产品，在为客户提供多用户接入和部署新的增值业务的同时，有效降低了运营商的采购和维护成本，将为构建可盈利的接入网奠定坚实基础。(人民邮电报)GPON技术与标准的最新发展GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入技术，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点、被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。PON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准，PON是英文“无源光网络”的缩写。而GPON（Gigabit-CapablePON）最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化，从而最终形成了GPON的标准族。基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SMfiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。GPON的技术标准对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达2.5Gbit/s，其非对称特性更能适应宽带数据业务。提供QoS的全业务保障，同时承载ATM信元和(或)GEM帧，有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。承载GEM帧时，可以将TDM业务映射到GEM帧中，使用标准的8kHz(125s)帧，能够直接支持TDM业务。作为电信级的技术标准，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能。在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务(Ethernet业务，包括IP业务和MPEG视频流)、PSTN业务(POTS、ISDN业务)、专用线(T1、E1、DS3、E3和ATM业务)和视频业务(数字视频)。GPON中的多业务映射到ATM信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。GPON技术允许运营商根据各自的市场潜力和特定的管制环境，有针对性地提供其客户所需要的特定业务。目前，GPON技术、设备相对复杂。GPON承载有QoS保障的多业务和强大的OAM能力等优势，很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。随着GPON技术的发展和大规模应用，GPON设备的成本将会下降。全球GPON市场应用GPON目前还处在宣传和培养市场阶段，并没有多少厂家推出商用产品。FlexLight是专做接入网设备的新兴企业，它是GPON技术的大力倡导者，参与了G.984系列标准的编写，对G.984标准的制定起到了很大的促进作用。FlexLight是第一家提供基于GPON标准的解决方案的设备制造商，同时它的2500GPON系列产品已经在2003年2月通过了法国电信研究开发中心的一系列评估测试。FlexLight一直在大力研究和倡导GPON技术，目前已经发布了GPON系统结构、GPON与EPON和SONET等其他接入技术的比较以及系统解决方案等一系列白皮书。Flexlight的GPON解决方案的市场定位是距离现有的城域光纤核心环网20公里以内的中小企业(SME)。通常的城域网只为大企业提供高速的数据和话音服务，而SME位于城域网不能覆盖的地区，只能使用以前较为陈旧的设备，通过铜缆提供宽带和窄带的电路交换服务。这种解决方案可以在离中心站20公里的范围提供服务并且支持交叉环和网状环等拓扑结构，提供2.5Gbps的下行带宽，在一根光纤上集成话音和数据业务，为每个用户提供T1/E1和快速的Ethernet服务。一根光纤可以被中心站20公里范围内的所有用户共享，基于SONET或者点对点的光纤解决方案与之相比较，则由于网络的不灵活和较高的CAPEX(在设备、线路上的成本)和OPEX(运行维护成本)而没有GPON这么经济。(人民邮电报)GPON将成为无源光网络市场的主流技术全球各地的电信运营商正在将无源光网络（PON）作为一种提升高速宽带技术应用和一种长期基础设施的选择。相比现有的DSL系统，PON可以让这些电信商能以更低的运营成本来提供更高的带宽，同时地理覆盖范围也更大。有关专家认为，由于PON接入系统具有无源性，它的最大优点是在本地交换局和用户之间无需任何有源器件。因此，它具有不受带宽限制，速度快，安装简便和成本较低的优势，将会成为未来很有竞争力的接入系统。PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的无源光网络）和Ethernet-PON（EPON，基于以太网的无源光网络）两种。APON发展比较早，国内的烽火通信、华为等厂商都有实用化的APON产品。但由于APON标准缺乏视频能力、带宽有限和过于复杂以及造价过高等因素，人们又发展了BPON（Broadband PON，宽带无源光网），提供155Mbps和622Mbps的对称和非对称的传输数率，最远传输距离达到20km，目前已经成为欧美及日本等地区的无源光网络的标准。 2002年， FSAN集团提出了一种具有高达2.4Gb/s速率、能以原有格式和极高的效率（90以上）传送多种业务（TDM和数据）的GPON（Gigabit PON）被称为下一代PON产品。日前，BroadLight公司首席执行官Andrew Vought也对外宣布，该公司推出了业界第一个端到端（E2E）GPON解决方案。在铺设光纤方面最积极的服务供应商是日本的NTT和美国的Verizon。日本宣布到2005年将提供1000万条线路，而Verion宣布计划要在未来五年时间里使其30%的客户可使用光纤服务。美国和亚洲的其它服务供应商在PON市场也非常活跃。SBC宣布计划要在未来几年时间里花费60亿美元铺设光纤网络；中国台湾的中华电信则计划花费500亿新台币建设光纤网络，到2010年实现50%的客户可以达到光纤到家/光纤到楼的目标。据了解，PON在中国的研发已近10年，最近，不少厂商也开始了GPON方面的研发，随着国内外芯片产品的逐渐成熟，从应用的角度来看，PON在中国市场前景还是非常看好的。BroadLight公司亚洲区总经理张凯超认为，GPON具备成为世界统一PON标准的各种要素。E2E GPON可以支持新兴的电信级IP服务，如VoIP和IPTV，以及传统的针对住宅用户的CATV，同时为商业用户提供内在的T1/E1/J1支持。GPON可使带宽效率增长100%，而成本却降低了25%。（丛秋波）浅谈GPON技术与标准的最新发展GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入技术，具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点、被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。 PON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATM-PON技术标准，PON是英文“无源光网络”的缩写。而GPON(Gigabit-CApablePON)最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化，从而最终形成了GPON的标准族。 基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)，连接前两种设备由单模光纤(SMfiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。 GPON的技术标准 对于其他的PON标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达2.5Gbit/s，其非对称特性更能适应宽带数据业务。提供QoS的全业务保障，同时承载ATM信元和(或)GEM帧，有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。承载GEM帧时，可以将TDM业务映射到GEM帧中，使用标准的8kHz(125s)帧，能够直接支持TDM业务。作为电信级的技术标准，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能。 在GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务(Ethernet业务，包括IP业务和MPEG视频流)、PSTN业务(POTS、ISDN业务)、专用线(T1、E1、DS3、E3和ATM业务)和视频业务(数字视频)。GPON中的多业务映射到ATM信元或GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。GPON技术允许运营商根据各自的市场潜力和特定的管制环境，有针对性地提供其客户所需要的特定业务。 目前，GPON技术、设备相对复杂。GPON承载有QoS保障的多业务和强大的OAM能力等优势，很大程度上是以技术和设备的复杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。随着GPON技术的发展和大规模应用，GPON设备的成本将会下降。 全球GPON市场应用 GPON目前还处在宣传和培养市场阶段，并没有多少厂家推出商用产品。FlexLight是专做接入网设备的新兴企业，它是GPON技术的大力倡导者，参与了G.984系列标准的编写，对G.984标准的制定起到了很大的促进作用。FlexLight是第一家提供基于GPON标准的解决方案的设备制造商，同时它的2500GPON系列产品已经在2003年2月通过了法国电信研究开发中心的一系列评估测试。FlexLight一直在大力研究和倡导GPON技术，目前已经发布了GPON系统结构、GPON与E-PON和SONET等其他接入技术的比较以及系统解决方案等一系列白皮书。 Flexlight的GPON解决方案的市场定位是距离现有的城域光纤核心环网20公里以内的中小企业(SME)。通常的城域网只为大企业提供高速的数据和话音服务，而SME位于城域网不能覆盖的地区，只能使用以前较为陈旧的设备，通过铜缆提供宽带和窄带的电路交换服务。 这种解决方案可以在离中心站20公里的范围提供服务并且支持交叉环和网状环等拓扑结构，提供2.5Gbps的下行带宽，在一根光纤上集成话音和数据业务，为每个用户提供T1/E1和快速的Ethernet服务。一根光纤可以被中心站20公里范围内的所有用户共享，基于SONET或者点对点的光纤解决方案与之相比较，则由于网络的不灵活和较高的CAPEX(在设备、线路上的成本)和OPEX(运行维护成本)而没有GPON这么经济。GPON技术前景展望 作者：敖立 1、GPON的技术特点 GPON为FSAN（全业务接入网）组织自90年代后期发展的最新宽带PON标准，在2004年被ITU正式确认为ITU-TG.984标准。 GPON系统由位于核心节点或汇聚节点机房的局端OLT设备和位于用户驻地端的ONT设备共同组成，一个局端OLT设备控制多个ONT设备。连接2种设备的光纤网络由单模光纤和无源光分路器组成。 OLT为接入网提供网络侧与城域网之间的接口（TDM和Ethernet），通过光分配网与各ONT连接。作为PON系统的核心功能器件和中心节点，OLT具有集中带宽分配、控制各ONT、实时监控、运行维护管理整个GPON系统的功能。ONT为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务流与ODN的接入，受OLT集中控制。 在技术实现方式上，GPON是PS-PON（功分PON）的一种，在PS-PON中，下行信号的功率在每个分支点都会被分配，因此可以向所有的ONU进行广播，由各个ONU/ONT负责从信号集合里提取自己的有效载荷。在这类PON的树状网络中，所有ONU/ONT的上行信号都通过分路器件复用到主馈线段光纤，并在OLT接收端进行解复用。ONT使用TDMA（时分多址接入）方式获得OLT接收端的资源。 相对于现有的接入网技术而言，GPON技术的特点主要有： *高带宽和高传输效率，下行速率高达2.488Gbit/s，上行为1.244Gbit/s，可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求，使用GEM的封装方式时，综合传输效率在93%以上。 *单纤接入，使用单根光纤就可以满足ONT用户的接入需求，可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。 *可以支持的接入距离更远（大于20km）。针对FTTB开发的GPON系统其OLT到ONT的最远接入距离可以达到60km以上。 *作为电信级的技术标准，对设备的互操作性能有详细的要求，对各种业务类型都能提供相应的QoS保证，GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能，光纤自动倒换时间小于50ms。 *位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器，没有任何有源设备，使得网络具有高可靠性。 *在接入网层面上提供一个统一的接入平台，节约了运营商维护和处理故障的成本。 2、应用及市场预测 由于全球各大运营商对用户线环路改造趋势的看法日趋一致，即用户线环路将逐步由光纤取代，因此，目前各大运营商均在根据不同的应用和成本需求，同时部署FTTC、FTTB和FTTH系统，其最终目标是完成接入网完全光纤化的替换。 相对于PTP系统，以PON为代表的PTMP技术从一开始就更受电信运营商的青睐。这是因为人们很早就认识到成本将是FTTx应用的主要障碍，PON技术能够很好地利用光纤容量降低成本，可以将所有的用户与CO（中心局）更加经济地连接起来，而不必采用远程终端，多个ONT设备可以共享一个位于CO的光接口。 应该说最能让GPON技术大显身手的应用场合就是FTTH，但是到目前为止，对于电话业务的传送而言，使用PON技术的FTTH系统依然无法达到“铜线对等”的成本要求。但是随着终端业务的综合化要求和GPON配套技术的发展，GPON在FTTH的大规模应用前景比之前任何一种FTTH技术都要光明的多。北美和欧洲的各大运营商均提出了完全针对GPON设备的用户需求，并要求在2008年左右进入大规模的部署阶段。在此之前，GPON产品的应用场合更多地集中在接入层的高端应用，如FTTO、FTTB的大客户综合应用以及FTTB+LAN、FTTB+DSLAM的应用，这种应用对于光纤资源相对比较紧张的新兴运营商具有相当的吸引力。比如在南美、东南亚和印度的新兴电信运营商，他们渴望用低成本快速构建面向未来三网合一应用的接入网，使用GPON技术能够使他们相对容易地实现这一目标。 根据权威机构的预测，基于GPONFTTB应用的ONU端口数从2007年起将以每年1000%以上的速度递增，到2008年底全世界将有超过44万个GPONONU端口的应用。而基于GPONFTTH应用的ONU端口数也将在2007年进入爆发性的增长，达到200万线左右，而到2008年将再增长一倍，达到400万线以上的规模。 从世界范围内看，PONFTTH的应用规模大约是FTTB应用规模的10倍，但利润只有FTTB的4倍多，由此可以看出FTTB应用同样是GPON接入应用的重要组成部分。从GPON的应用地区来看，首先开始大规模部署GPON的地区将是在北美，那里有很好的BPON基础，对来自于ITU的GPON有着良好和正面的认识，2007年下半年开始欧洲和亚太地区也将进入大规模部署阶段，但在规模上仍不及北美。亚太地区在2008年前的部署规模，很大程度上取决于日本和韩国之前部署的EPON系统是否成功，他们是否会像很多机构预测的那样转向GPON，而2008年之后，GPON在亚太的部署规模将主要取决于中国和印度这样的新兴市场的部署规模。 3、GPON的成本预测 0LT的成本将由OLT所控制的ONU来进行均摊，从目前PON系统实际部署的情况来看，每个OLTPON口控制的ONT数目平均不超过23个，因此，降低OLT的成本和ONT同样重要。在PON的成本计算中，一般使用均摊到每个ONU（FTTH的每线成本）或者每个ONU上的每个端口成本（FTTB时的每端口成本）。GPON系统中的OLT和ONT硬件成本主要取决于所使用的光模块套件和GPON芯片套件的成本；而这两块的成本，尤其是GPON芯片套件的成本和其采购数量密不可分；GPON芯片套件的采购数量有一个数量级的上升时，其成本几乎就有一个数量级的下降；目前各个厂家的GPON芯片套件还是以FPGA为主，成本很高；预计最迟在2007年上半年，用于GPONONU的ASIC芯片将投入量产，此时ONU侧的芯片生产成本将有20倍以上的降幅；最迟到2008年上半年，OLT侧的ASIC芯片也将量产，此时OLT侧的成本也会有大幅度的下降。 所以GPON设备的绝对成本取决于应用规模，在应用规模达到百万级别时，可以预计，GPON硬件的各项成本不会高过现在的EPON成本多少。北美和欧洲的运营商在2008年大规模部署GPON网络后，GPONSFUONT（用于光纤到户的室内型ONT）价格不会高于125美元每线。GPON的SFUONT的配置一般预计为1、2个FE口（可选1个为GE端口），24个VoIP的电话口和可选的一路RF有线电视端口，其配置较GPON出现之前的FTTH方案更加合理完整，可以满足绝大部分家庭未来很长一段时间的应用需求。 如果把使用以太网封装的GEPON/EPON和GPON相比较的话，可以清楚地看到，GPON相对于其他PON产品而言，其性价比更高；GPON和GEPON对处理服务流程和服务维持质量的要求是相似的。支持GPON或EPON的不同MAC成帧器的芯片将具有相似的复杂度，因此基于两种技术的解决方案成本将是相似的。 尽管GPON下行线路速率为2.488Gbit/s，而EPON线路速率仅为1.25Gbit/s，但这并不意味着成本的大幅攀升。下行的2.488Gbit/s器件是连续的发射器，与已经得到大批量生产的SDH STM-16相似，因此该技术不存在额外费用。上行速率方面，GPON和EPON相当，均为1.25 Gbit/s线路速率，两种技术的成本相同。而且由于EPON不支持功率分级，这意味着GEPON中的突发模式接收器的工作范围要比GPON的宽，成本有可能要更高。 电信运营商要想大幅度削减设备采购成本，就必须实现互通性。近年来这方面成功的典范就是DSL设备的价格从500美元以上降至不足70美元（有些情况下可能更低）。对GPON设备，人们也期待着相似的成本改善。这就是为什么FSAN力推互通性，将其作为开启新运营商和创新运营商之门以推动成本降低的措施。在GEPON中不能抱有同样期待，因为其中的网络大部分都是由同一厂商提供的端到端网络。尽管有些地区强势运营商可能会强制GEPON的互通，但它们是本地互通性努力的结果，其效果和风险仍有待检验。 当然，需要看到的是，对于任何设备的部署而言，硬件成本并非是全部的部署成本。根据现有PON系统部署的经验和对GPON系统部署的预测，GPON系统硬件成本只占GPONFTTH项目成本的35%左右，工程安装成本将占到总成本的50%以上。由于光系统部署时涉及到现场熔纤、功率调试等一系列远比实施原有铜线系统困难的工程安装项目，对安装人员的培训显得至关重要，这都无形中增加了项目成本。当然光纤几乎无限的带宽潜力和长达50100年的使用寿命使得这一切的努力显得物有所值。但是，工程成本必须成为运营商应用GPON系统需要认真考虑的一个问题。 同样，如何维护PON系统对于运营商而言也是一个全新的课题。由于GPON是一种无源的PTMP技术，使得PON的故障定位技术与传统方法相比更加复杂，使用传统的OTDR方法并不能直接有效地对PON网络的故障进行定位，传统的OTDR在PON网络中工作时，缺乏足够的动态范围来补偿光链路损耗，更麻烦的是，光分路器之后各个光学分路的反射和后向散射会叠加在一起，这使得OTDR很难分辨某一分支的特征。目前已经有几种更新的OTDR方法用于PON故障的定位，但是相对于传统方法，这些方法的操作更加复杂，对操作人员的技术要求更高，检测的成本也更高。 综上所述，GPON系统的成本下降趋势在未来的两年内会非常明显，在目前的技术条件下，只要有一定数量的需求，硬件价格在一年之内就会下降到可以和目前GEPON价格相比较的程度，且性价比更高。由于更加注重设备的互操作性，GPON设备价格的下降更加值得期待。相对于设备价格，运营商会对GPON系统工程安装和维护中产生的新课题更加关注。 4、与GEPON技术的比较 目前在亚洲的日本、韩国市场上GEPON作为PON技术的另一个代表，取得了很好的市场表现，相比GPON而言，GEPON的生产链和市场成熟的速度更快一些。GPON和GEPON作为未来宽带接入的两种代表技术，在这里我们不妨在技术层面选择几个重要的方面做一个简单的比较（见表1）。 表1 GERON和GPON标准和技术方案的比较点击查看大图 GEPON是由IEEEEFM（第一英里以太网）小